土壤重金属分析常用空间插值法研究进展

空间插值法作为空间预测和绘图的重要方法,在土壤重金属污染和环境科学等领域广泛使用,其插值性能和插值精度受到广泛关注。空间插值方法在对研究区进行空间分析或绘图时插值性能受到很多因素的影响,这些因素随着插值变量或研究区的不同而产生不同的影响。该研究通过分析近20年土壤重金属空间分析比较研究的相关文献,将目前土壤重金属空间分析常用的插值方法分为3类:地统计学插值法、非地统计学插值法和组合插值法,讨论并总结常用空间插值法的插值特征及插值性能的主要影响因素。最后结合空间插值方法的特征和影响因素得到关于土壤重金属空间插值方法的选择原则。通过比较土壤重金属空间分析常用插值方法的特点,为特定研究区或数据选择合适插值方法提供参考。     

紫外光强化Fe(Ⅱ)-EDTA活化过硫酸盐降解直接耐酸大红4BS

为探索硫酸根自由基对偶氮染料的降解能力,以直接耐酸大红4BS（下称大红4BS）为模拟污染物,通过UV/Fe（Ⅱ）-EDTA/PDS（PDS为过硫酸钠）体系,探讨了初始c（PDS）、Fe（Ⅱ）/EDTA（摩尔比）、无机盐阴离子等对大红4BS降解的影响.结果表明,大红4BS的脱色率随着初始c（PDS）的增加而增大,当c（PDS）超过15 mmol/L时无显著变化.Fe（Ⅱ）/EDTA比在5:1时效果最好,5 min时使0.038 0 mmol/L大红4BS的脱色率达到93.6%.反应符合二级动力学模型.HCO₃-、Cl-、NO₃-、SO₄2-等无机盐阴离子表现出明显抑制作用,c（无机盐阴离子）在100 mmol/L条件下,脱色率分别降低66.9%、13.2%、12.1%、9.43%.利用紫外可见光谱,依据其结构与特征吸收的关系,初步推测自由基离子对大红4BS降解的途径:苯环最先遭到破坏,随后偶氮键断裂、萘环开裂.研究显示,UV光可有效强化Fe（Ⅱ）-EDTA活化过硫酸盐形成SO₄-·自由基,对偶氮染料具有很好的脱色能力,最佳反应条件[PDS:Fe（Ⅱ）:EDTA（摩尔比）为15:5:1]下,大红4BS在10 min时脱色率高达98.1%.      

基于生态服务供给成本的三江源区生态补偿标准核算方法研究

为了对生态保护地区进行合理补偿,亟需构建生态补偿标准的核算方法.通过对适用前提、现实条件、方法确定性等方面的比较,提出了相对准确可行的、基于生态服务供给成本的核算方法.在此基础上,构建理论分析框架,阐释了生态服务供给成本由加强生态建设和环境治理投入的显性成本和隐性成本构成,其中隐性成本又包括直接限制资源环境要素利用的成本和间接影响相关要素的成本;最后,将该核算方法应用于三江源区生态补偿研究.结果表明:三江源区生态服务供给的显性成本包括生态保护与建设成本、农牧民生产生活基础设施建设成本和生态保护支撑项目成本;直接限制资源环境要素利用的隐性成本为畜牧业、水电业、矿业的损失扣除旅游业增加之后的变化量;间接影响相关要素的隐性成本为因保护措施而带来的整体经济发展降低扣除直接限制资源环境要素的成本后的部分.以2013年为例,三江源区生态保护的显性成本为9.4×108元,隐性成本为22.4×108元,其中直接限制资源环境要素的成本为10.6×108元,间接影响相关要素的成本为11.8×108元,补偿额度应为31.8×108元.由于基于生态服务供给成本的核算方法仅考虑了经济损失,未来可结合生态环境方面的成本和效益做进一步完善.      

基于生态保护成本的三江源区生态补偿资金估算

为了量化生态保护成本作为生态补偿的理论最低标准,以三江源区为例,将生态保护成本作为生态补偿标准下限,从实际需求角度分析基于生态保护成本的生态补偿标准核算范围与指标体系,结合相关政策和调研资料,采用费用分析法对生态保护成本进行动态核算,以2010年为基准年,确定与量化2011—2030年三江源区16县1乡的生态补偿标准.结果表明:① 2011—2030年三江源区生态补偿标准下限为4 095.4×108元,其中,2010年为177.7×108元,2011—2020年为2 069.5×108元,2021—2030年为2 025.9×108元.② 按补偿资金的不同投入类别,生态保护与建设投入的补偿下限为1 728.6×108元,居民生产生活改善投入的补偿下限为1 250.4×108元,基本公共服务能力投入的补偿下限为1 116.4×108元.③ 2011—2030年,三江源区土地生态保护投入由12元/（hm2·a）增至180元/（hm2·a）,农牧民生产生活改善的投入由4 500元/人增至8 000元/人.生态补偿资金的差异主要源于草地退化严重程度、人口分布相对集中程度等方面,这将有助于缓解三江源区“人-草-畜”这一核心矛盾,同时有助于推进三江源区生态补偿机制的建立.      

莠去津对野生植物群落下土壤微生物功能多样性的影响

为探明亚致死剂量农药对土壤微生物多样性影响,基于大田控制试验,采用Biolog-ECO微平板技术分析喷施亚致死剂量的莠去津对野生植物群落下土壤微生物群落功能多样性的影响.结果表明:① 莠去津的喷施浓度对土壤微生物群落利用全部碳源的能力无显著影响（P>0.05）,但与喷施处理后第30天相比,处理后第60天的土壤微生物群落利用全部碳源的能力有所降低,其中处理Ⅰ〔喷施浓度（以质量浓度计）为1 200 g/hm2〕、处理Ⅲ（喷施浓度为300 g/hm2）显著下降（P < 0.05）,而CK（对照组）、处理Ⅱ（喷施浓度为600 g/hm2）降低程度不显著（P>0.05）,并且其各处理间土壤微生物群落对全部碳源的利用能力大小为CK >处理Ⅲ >处理Ⅱ >处理Ⅰ.② 喷施处理后第30天土壤微生物群落对碳水化合物类碳源的利用能力最强,对羧酸类碳源的利用能力相对较弱;喷施处理后第60天土壤微生物群落对碳水化合物类碳源的利用能力降幅最大,处理Ⅰ、处理Ⅱ、处理Ⅲ分别下降了0.63、0.78、0.85、0.76.③ 喷施除草剂后第30天处理Ⅱ的Shannon-Wiener指数和Simpson指数显著低于其他处理（P < 0.05）,而第60天各处理间多样性指数无显著差异;与喷施处理后第30天相比,第60天各处理多样性指数都有所下降,但没有显著差异（P>0.05）.④ 对土壤微生物群落碳源利用能力进行主成分分析结果显示,提取的与土壤微生物碳源利用相关的主成分累积贡献率为86.6%,主成分1能够区分喷施处理后两个时期的土壤微生物群落特征.⑤ 冗余分析（RDA）表明,pH是土壤微生物利用碳源能力差异的重要影响因素之一.研究显示,除草剂莠去津的施用可在一定程度上降低野生植物群落下土壤微生物群落功能多样性.      

土壤包气带含水率对氯代烃垂向迁移影响的模拟研究

氯代烃类挥发性有机物在土壤包气带中的垂向迁移是该类污染物呼吸暴露风险的重要途径.为探究氯代烃在土壤包气带中的垂向迁移规律,通过室内土柱模拟试验,研究土壤包气带含水率对不同氯代烃〔TCE(三氯乙烯)、PCE(四氯乙烯)〕气相扩散速率的影响,并通过线性拟合筛选出更准确的气相有效扩散系数预测模型.结果表明,土壤含水率与氯代烃气相有效扩散系数呈显著负相关〔R=-0.89,P < 0.01,n=7(TCE);R=-0.86,P < 0.01,n=7(PCE)〕.随着土壤含水率由0.5%增至40.0%,TCE气相有效扩散系数(D_T)由0.035 9 cm2/s降至0.002 5 cm2/s,平衡时间由13 h增至91 h,平衡时气体浓度由4.22 g/m3降至0.31 g/m3;PCE气相有效扩散系数(D_P)由0.033 9 cm2/s降至0.001 1 cm2/s,平衡时间由15 h增至103 h,平衡时气体浓度由3.01 g/m3降至0.12 g/m3.与Penman模型、Marshall模型模拟值相比,Millington-Quirk模型模拟值与氯代烃气相有效扩散系数实测值的拟合程度更好(R>0.95,P < 0.01,n=7).研究显示,土壤包气带含水率的增加对氯代烃气相扩散有明显的抑制作用.      

入库支流对贵州阿哈水库水体Fe和Mn的贡献率分析

游鱼河为贵州省阿哈湖水库典型煤矿酸性废水汇入支流,通过对游鱼河6月和8月分别连续24h的现场物理化学参数测试和样品实测分析,从水库水质安全方面探讨游鱼河铁、锰的变化特征及对水库水体铁、锰的贡献率.结果显示,游鱼河流域煤矿酸性废水通过投加石灰处理,pH值提高,符合排放要求,HCO3-碱度也有所增加,使水体具备一定缓冲性能.而SO42-质量浓度高于国家地表水环境质量标准,除6月铁符合标准,锰的超标率达到91.7％,8月铁、锰超标率分别为87.5％和100％.游鱼河入库水体中铁、锰按平均质量浓度分别为0.65 mg/L和0.98mg/L,每年进入阿哈湖水库中溶解态铁、锰分别为23.57 t和35.54 t,铁、锰来源与外来补水中铁、锰浓度及河流底泥中铁、锰释放有很大关系.     

绵阳市代表性点位土壤多环芳烃剖面分布特征

通过挑选绵阳市有代表性的点位土壤柱，应用GC MS分析土壤柱垂直剖面中多环芳烃的含量水平，得出其垂直剖面分布特征。结果表明：5~20 cm深度中的PAHs含量最高，40 cm以下则含量锐减。由于表层（0～5 cm）土壤与大气之间的土气交换频繁，PAHs含量相对较低，而5~20 cm处土壤受到表层土壤的遮盖，PAHs富集较高，含量达到整个土壤柱最高值。多环芳烃总体垂直剖面分布特征表现出随深度增加含量减少的趋势。PAHs总含量以江油市点位(33024 ng/g)最高，其次是三台县点位(29989 ng/g)，最低是游仙区点位(11274 ng/g)。研究区主要污染物为Nap、Phe和Chr/y。其中不同的土质、种植物都能影响PAHs的富集和迁移速率，导致含量在不同深度上产生变化。此外，参照有关环境质量标准，发现PAHs总量上江油市点位与三台县点位属于轻微污染、游仙区点位则属于无污染。     

猫跳河流域梯级水库磷的夏季变化特征

调查了我国第一条全流域梯级水电开发的河流——猫跳河中梯级水库对磷的拦截效应。于2007年丰水期7~9月在猫跳河流域采集水库坝前分层水样以及下泄水，分析和测试水样中的总磷和正磷酸盐。结果表明：丰水期猫跳河流域梯级水库内部总磷和可溶性正磷酸盐变化趋势相似，而下泄水的磷含量均大于该水库表层水体的磷含量。在猫跳河流域的梯级水库中，上游水库（红枫湖和百花湖）的磷含量明显高于各下游水库，即猫跳河流域各水库顺水流方向磷含量具有逐渐减少的特征，说明该流域梯级水库开发对于全流域磷具有梯级拦截效应；另一方面，各水库的富营养化指数表明该流域各水库均处于较高的富营养化状态，全流域富营养化状态差别与磷的分布特征相似，表现为顺水流方向减弱的规律。     

基于水化学与硫同位素的卡林型金矿区岩溶水文地球化学特征及控制因素

采矿活动通过抽排改变地下水水位和流动条件,促进了地下水与含水层岩石之间的相互作用,同时矿山排水排入地表水系,从而影响整个岩溶水系统的水文地球化学过程.基于水文地球化学和δ³⁴ S同位素,揭示了典型卡林型金矿区及其周边矿山废水、岩溶地下水、地表水等水文地球化学过程、特征及其主要控制因子.结果表明,未受金矿开采活动影响的地下水和地表水的丰、枯水期水化学组分主要受灰岩和白云质灰岩风化作用控制,离子以Ca²⁺、Mg²⁺和HCO₃^-为主,水化学类型均为Ca-HCO₃型.而矿山废水及其下游受纳水体受碳酸盐和硅酸盐矿物溶蚀与离子交换作用影响,离子以Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺和SO₄^2-为主,水化学类型由Ca-HCO₃型逐步演化为Ca-SO₄型.受矿山开采影响的各类水体中SO₄^2-是特征组分,SO₄^2-浓度在井下呈现从上至下逐渐降低的显著规律.未受矿山废水影响的地下水和地表水δ³⁴ S值偏正,SO₄^2-主要来源于雄黄矿的氧化,而矿山废水及其下游受纳水体δ³⁴ S值偏负,SO₄^2-主要受雄黄矿氧化和大气降水两个端元混合作用的影响,黄铁矿也有一定贡献.同时,各类水体的NO₃^-源于农业化肥施用和农村生活污水直排的输入.